成像光学系统、投射曝光设备、制造组件的方法和组件的制作方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请日为2010年2月2日、申请号为201080007424. 0(国际申请号为 PCT/EP2010/000602)、发明名称为"成像光学系统和具有此类型的成像光学系统的用于微 光刻的投射曝光设备"的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及一种具有多个反射镜的成像光学系统，其将物平面中的物场成像到像 平面中的像场中。此外，本发明还涉及具有此类型的成像光学系统的投射曝光设备，用于利 用此类型的投射曝光系统制造微结构或纳米结构组件的方法，以及通过此方法制造的微结 构或纳米结构组件。
【背景技术】
[0003] US 2006/0232867 Al和US 2008/0170310 Al中公开了说明书开始所提及的类型 的成像光学系统。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是开发说明书开始所提及的类型的成像光学系统，从而获得多种小 像差的可处理组合，可管理制造、以及良好的成像光通过量。
[0005] 根据本发明的第一方面，通过根据本发明的成像光学系统实现此目的。该成像光 学系统具有多个反射镜，所述多个反射镜将物平面中的物场成像为像平面中的像场，所述 物场和所述像场之间的成像光的光束路径中的最后一个反射镜具有用于所述成像光通过 的通孔。在所述物场和所述像场之间的成像光的光束路径中，在所述像场的前方的成像光 束之外布置了所述成像光学系统的倒数第二个反射镜。所述倒数第二个反射镜的、在所述 倒数第二个反射镜的光学使用的区域内的反射面没有用于所述成像光穿过的通孔。
[0006] 根据本发明，认识到在成像质量没有相对大的损失的情况下，可以在光瞳遮挡系 统（即具有光瞳遮挡的成像光学系统）中配置具有连续反射面的倒数第二个反射镜，即在 倒数第二个反射镜的光学使用区域内没有通孔。这有助于制造具有足够反射镜厚度的该倒 数第二个反射镜，还允许在该倒数第二个反射镜的面向像平面的一侧与该像平面之间具有 足够大的间距，而同时最小化光瞳遮挡的尺寸。如果该倒数第二个反射镜被布置在相对于 其它反射镜较薄的镜体和/或镜载体上，则对制造的该助益尤其重要。
[0007] 根据本发明的第二方面，通过根据本发明的成像光学系统实现说明书开头所提及 的目的。该成像光学系统具有多个反射镜，所述多个反射镜将物平面中的物场成像为像平 面中的像场。所述成像光学系统的光学组件被布置为使得产生小于5%的光瞳遮挡。通过出 瞳内由于光瞳遮挡而被遮蔽的面积相对于成像光学系统的出瞳的总面积的比例而产生光 瞳遮挡的数值。小于5%的光瞳遮挡使得有光瞳遮挡的成像光学系统可以具有特别高的光 通过量。此外，根据本发明的小遮挡可以导致对成像光学系统的成像质量（尤其是对成像 对比度）的较小或者可忽略的影响。光瞳遮挡可以小于10%。光瞳遮挡可以例如是4. 4% 或4. 0%。光瞳遮挡可以小于4%，可以小于3%，可以小于2%，甚至可以小于I %。成像光 学系统的光瞳遮挡可以由反射镜之一预先确定，例如由其通孔或者由其外边界，或者由布 置在物场和像场之间的成像光的光束路径中的遮挡光栏或光阑。
[0008] 根据本发明的第三方面，提供一种具有多个反射镜的成像光学系统，所述多个反 射镜将物平面中的物场成像为像平面中的像场，其中仅所述物场和所述像场之间的成像光 的光束路径中的最后一个反射镜具有用于所述成像光通过的通孔。
[0009] 根据上面所描述的方面之一的成像光学系统的反射镜中的至少一个可以具有被 设计为不能由旋转对称函数描述的自由形状面的反射面。
[0010] 所述成像光学系统在所述成像光的光束路径中的倒数第二个反射镜距所述像场 的工作间距（dw)至少为20mm。根据上述的倒数第二个反射镜的工作间距附加地有助于它 的制造。该工作间距可以是至少22mm、至少40mm、至少60mm、至少80mm、可以甚至为85mm〇 甚至可以对工作间距使用更大的值。工作间距被定义为像平面与最接近的反射镜（即投射 光学系统的倒数第二个反射镜）的使用反射面的最接近于该像平面的部分之间的间距。像 平面是成像光学系统的与倒数第二个反射镜相邻的场平面。
[0011] 所述成像光在所述光束路径中的倒数第二个反射镜上的入射角最大为35 °。根据 上述的最大入射角有助于在此反射镜上配置高反射膜。这是有利的，尤其是在使用具有小 波长的成像光的情况下，例如DUV(深紫外）、VUV(真空紫外）、或EUV(极紫外）波长。从而， 尤其可以使用具有入射角的小接受带宽并因此具有相应高反射率的多层膜。成像光在光 束路径中的倒数第二个反射镜上的最大入射角在成像光学系统的子午面中可以是34. 5°、 30。 、25。 、20。 、16·9。、或 159。。
[0012] 在所述物场和所述像场之间的所述成像光的光束路径中的倒数第三个反射镜与 所述光束路径中的倒数第二个反射镜之间具有成像光束路径部分，所述成像光束路径部分 的前方的成像光束路径的至少一部分与所述像场的区域中的成像光束被引导在所述成像 光束路径部分的相反侧上。根据上述的倒数第二个反射镜的布置使得支撑该倒数第二个反 射镜以及倒数第三个反射镜与倒数第二个反射镜之间的成像光束路径部分前方的成像光 束路径的反射镜的支撑体可以在设计上相对比较紧凑。
[0013] 在所述物场和所述像场之间的所述成像光的光束路径中的倒数第三个反射镜与 所述光束路径中的倒数第二个反射镜之间具有成像光束路径部分，所述成像光束路径部分 的前方的成像光束路径的至少一部分与所述像场的区域中的成像光束被引导在所述成像 光束路径部分的相同侧上。作为对此的替代，可以使用根据上述的倒数第二个反射镜的布 置。
[0014] 所述物场和所述像场之间的所述成像光的光束路径中的倒数第三个反射镜与所 述光束路径中的倒数第六个反射镜被布置为背对背。根据上述的、倒数第三个和倒数第六 个反射镜背对背的布置导致很好地使用安装空间的成像光学系统的紧凑结构。
[0015] 本质上，也可以使用在单片基体的两个侧上都设置反射面（对应于被取代的反射 镜布置的反射镜面）的布置来代替背对背反射镜布置。在所述物场和所述像场之间的所述 成像光的光束路径中存在至少一个中间像。根据上述的至少一个中间像使得可以引导物场 和像场之间的成像光的光束路径的成像光束路径部分靠近地越过成像光学系统的其它组 件。特别地，该中间像可以布置在最后一个反射镜的通孔的区域中，这使得可以形成小的光 瞳遮挡。成像光学系统也可以具有超过一个中间像，尤其是可以在物场和像场之间的成像 光的光束路径中具有两个中间像。多个中间像也可以用于校正像差或简化所涉及的反射镜 形状的设计。
[0016] 成像光束路径部分之间有至少一个相交区域（29、30、31、32)。根据上述的至少一 个交叉或相交区域允许紧凑的光束引导。成像光学系统在成像光束路径部分之间也可以具 有超过一个此类型的相交区域，尤其是两个、三个或四个相交区域。一个或所有相交区域可 以至少部分地彼此空间重叠。相交区域是指在其中成像光束路径部分完全相交。根据定义， 在反射镜上的反射中，成像光束路径部分不在此类型的相交区域中相交。
[0017] 该成像光学系统的数值孔径可以是至少0. 3。根据上述的数值孔径导致成像光学 系统的高分辨率。数值孔径可以是至少〇. 4,也可以是至少0. 5。
[0018] 所述像场被配置为矩形场。根据上述的矩形场有助于在使用成像光学系统时进行 光刻工艺。特别地，可以通过使用非旋转对称的自由形状面作为成像光学系统的反射镜的 反射面而获得此类型的矩形场。至少一个反射镜可以被配置为此类型的自由形状面。像场 可以具有2mmx26_或2. 5mmx26mm的维度。
[0019] 所述成像光学系统（7)被配置为用于微光刻的投射光学系统。当使用成像光学系 统作为投射光学系统时，根据上述，特别地体现出了它的优点。
[0020] 根据本发明的成像光学系统可以精确地具有6个反射镜。
[0021] 根据本发明的投射曝光设备的优点对应于上面关于根据本发明的成像光学系统 所说明的优点。投射曝光设备的光源在设计上可以是宽带的，例如具有可以大于lnm、大于 IOnm或大于IOOnm的带宽。此外，投射曝光设备可以被设计为使得可以以不同波长的光 源操作。可以与根据本